DE1565732A1 - Heizleiter - Google Patents
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Description
Mp-tal-lvexk Γ 1 a η s ο" c, Akticngoüollijchuf t.: ψ
in 1 ο u t t G / Tirol
"Heizleiter
Die Erfindung betrifft einen Heizleiter-, insbesondere aus
hochschmelzenden Metallen, wie z.B. Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen, gegebenenfalls mit nichtmetallischen Zusätzen
.
Als Werkstoff für Heizleiter von'elektrischen Iloc^oeuiperaturbfcn,
die mit Vakuum oder Schutzgas arbeiten, haben sich Wolfram oder Molybdän sehr gut bewährt. Ein Nachteil
besteiit allerdings darin, daß diese Metalle bei hohen Temperaturen
stark verspröden, Aus Wolfram und Molybuäh hergesteilte
Heizleiter weigert ferner den Nachteil auf, daß
ihr elektrischer Widerstand verhältnismäßig gering ist,
so daß sie mit Hochstromtransformatoren betrieben werden müssen/ ·
Zur Verminderung der genannten Nachteile wurde bereits vorgeschlagen,
als IlQchteinneraturheizieiter Netze zu verwenden,
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■ . ' : BAD
die aus dünnen Einzeldrähten (Monofilamenten) hergestellt
sind. Derartig ausgebildete Heizleiter verspröden nicht mehr so stark und behalten auch nach längerem Betrieb bei
Temperaturen über 2000° C ihre Duktilitat bei. Als günstig
ist auch anzusehen, dal) ihr elektrischer Widerstand höher als der von massiven üeizleitern aus Wolfram und Molybdän
ist. Um den elektrischen Widerstand der Heizleiter weiter zu erhöhen und ihre Oberfläche zu vergrößern, hat man auch
schon daran gedacht, diese Heizleiter nicht aus Einzeldrähten zu bilden, sondern aus miteinander verdrillten Drähten
bzw. aus dlinnen Drahtseilen.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Heizleiter zu schaffen, der gegenüber diesen bekannten Heizleitern wesentlich
bessere Eigenschaften aufweist. Die Erfindung besteht im Wesen darin, daü der Heizleiter aus mindestens einem aus
Drähten oder Bändern hergestellten Metallschlauch gebildet ist.
Gegenüber den bekannten Heizleitern weist der erfindungsgemäße Heizleiter vor allem den Vorzug einer großen strahlenden Oberfläche auf. Er kann deshalb selbst bei sehr
kleinen Leiterquerschnitten hohen Strombelastungen ausgesetzt werden. Der elektrische Widerstand des erfindungsgemäßen Heizleiters ist verhältnismäßig groß, so daß er
auch mit entsprechend höheren Spannungen betrieben werden kann als die bekannten Heizleiter. Dadurch werden die zur
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BAD O.R1GINAL
ziir Mpttisofrtg öe§ Heisletters ae das Leitungsnetz notwendigen
TrätisförBretoreit erheblich kleiner und billiger *
Außerdem bestehen durch das günstige Stföm-Spannwngsverhältnis
besondere Voraussetzungen, um anstelle von TransformatorenTbyrietoreinheiten zu verwenden.
in vorteilftefter Weise 1st die Versprödung des erfindüngsgemäßen
üeizleiters auch nach höchsten Belastungen viel geringer als bei den bekannten Heizleitern* 0a der effin-
^ dungsgemäße Heizleiter außerdee ein verhältnismäßig geringes
Gewicht hat» werdeff die zu seiner Aufhängung notwendigen
weniger
Halteteile erheblich/beansprucht und können dafür einfacher konstruiert «erden* überdies sind der erfindungsgemäße iieizleiter ttß* die dfärä&r öergestellten Heizkörper gegen öreohnnische Beanspruchuing, wie Schlag und Stoß, sehr widerstandsfähig. Auch den Bennspruchungeii beiii! Aus- und Einschalten des Stroines widersteht der erfindungsgemäße Me~izleiter ia einem bieber nicht erreichten Ausmaß. Der erfindungsgemäße Heizleiter besitzt somit gegenüber den bekannten1 Heizjleitera eine wesentlich höhere Lebensdauer, weil die dünnen Drähte oder Bander, aus denen er hergestellt ist j 4ie Duktilität auch bei hohen Temperaturen nicht verlieren und er durch; seine Ausbildung als Schlauch gegen meelränisclie Anforderungen unempfindlich ist.
Halteteile erheblich/beansprucht und können dafür einfacher konstruiert «erden* überdies sind der erfindungsgemäße iieizleiter ttß* die dfärä&r öergestellten Heizkörper gegen öreohnnische Beanspruchuing, wie Schlag und Stoß, sehr widerstandsfähig. Auch den Bennspruchungeii beiii! Aus- und Einschalten des Stroines widersteht der erfindungsgemäße Me~izleiter ia einem bieber nicht erreichten Ausmaß. Der erfindungsgemäße Heizleiter besitzt somit gegenüber den bekannten1 Heizjleitera eine wesentlich höhere Lebensdauer, weil die dünnen Drähte oder Bander, aus denen er hergestellt ist j 4ie Duktilität auch bei hohen Temperaturen nicht verlieren und er durch; seine Ausbildung als Schlauch gegen meelränisclie Anforderungen unempfindlich ist.
Ber Schiauchl· des erfindungsgemaßen Heisleiters wird aü&
den Driihten oder Bändern durch an sich bekannte^ in der
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BAD ORIGINAL
Textilindustrie gebräuchliche Verfahren, z.B. durch Klöppeln,
hergestellt. Die Verarbeitung der DrUhte oder Dänder aus
hochschmelzenden Metallen kann gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, z.B. bis 200° bis 500°, erfolgen. Bevorzugt
werden für die Drähte und Bänder Metalle verarbeitet, die eine hohe Hekristallisationstemperatur aufweisen bzw. auch
nach· Beanspruchung bei sehr hohen Temperaturen weitgehend duktil bleiben. Erfindungsgemefl können zur Erhaltung der
Duktilität auch bei hohen Temperature^ dem Ausgangematerial für die Drähte und Bänder zur Bildung des Schlauches geringe
Mengen an nichtmetallischen Stoffen, wie z.B. Alkali-Silikate, Thoriumoxyd und dgl* zugesetzt und/oder die Drähte bfew.
Bänder durch Anwendung geeigneter VerformungsVerfahren hergestellt
werden. Bevorzugt wird der Schlauch aus Drähten oder Bändern mit verhältnismäßig kleinen Querschnittsab-Messungen,
z.B. aus Drähten «it Durchmessern von O1Ol bis
0,3 wat hergestellt. Je nach Verwendungszweck kann der Schlauch
auch aus anders dimensionierten Drähten bzw. Bändern bestehen*
Die Erfindung erstreckt sich:nicht nur auf Heizleiter, die:
aus Wolfram oder Molybdän oder deren Legierungen bestehen,
sondern umfasst auch Heizleiter aus anderen Metallen und Legierungen, ,wie z.B. Tantal, Tantallegierungen, Niob', Nioblegierungen,
den Üblichen üeizleiterlegierungen, z.B. auf ChroB-Nickel-Bafils, usw. Der erfindungsgemäDe Heizleiter
kann auch die verschiedensten AusfUhrungsformen aufweisen.
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Die aus den Drähten gebildeten Schläuche können zu Heizleitergeflechten
verarbeitet «erden, die die Form von Körben, Käfigen, Matten oder von Schläuchen mit größerem
Durohmesser besitzen* Schließlich kann der erfindungsgemäße
Heizleiter nicht nur zur Beheizung von Öfen, sondern auch anstelle der Wolframwendeln als Glühkörper in Glühlampen
oder zur Beheizung der Elektroden oder als Gitter von Entladungsröhren
oder -lampen verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Reizleiter kann sowohl durch Isolierteile,
z.B. keramischen Werkstoffen abgestutzt, aber auch selbsttragend ausgeführt, sein, wobei der Schlauch gemäß der
Erfindung um oder in temperaturbeständigen, biegsamen Textil-,
Asbest- oder Kunstetoffsohläuchen angeordnet ist. Solche
Heizleiter sind in erster Linie für die Verwendung bei mäßigen Temperaturen geeignet. Es ist auch nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung möglich, dichte Heizleiterschläuche
herzustellen, bei welchen die Ausgangsdrähte mit Fasern aus anderen Werkstoffen, z.B. mit Textilfasern oder
Fasern aus mineralischen Stoffen,verklöppelt oder verwoben
werden. Der Heizleiter kann ebenso in keramische Stütz- oder Formkörper eingelegt werden, wobei er gegebenenfalls
' zusätzlich mit isolierenden Massen eingegossen wird. Für
Verwendungszwecke, bei denen der Heizleiter mit den zu
erhitzenden Medien, z.B. korrodierenden Oasen oder Flüssigkeiten, nicht direkt in Berührung kommen soll, ist es zweckmäßig,
den mit Isolierstoff umgebenen Heizleiterschlauch
BAD OR]QiNAL
nooh zusätzlich mit eine·*äußeren oder inneren gas- und/oder
fliissigkeitsdichten Hantel, z.B. aus Metall oder Kunststoff,
auszustatten. Auf diese Weise können rohrforalge Heizkörper
gebildet werden.
In der Zeichnung sind AusfUhrungsbelspiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die Fig. i bis 3 zeigen verschiedene
AusfUhrungsformen von Metallschläuchen, die aus dünnem Molybdändraht hergestellt sind. Fig. 4 ein Geflecht aus Metallsohläuohen
und Fig. 5 und 6 aus den lietallschläuohen gebildete, in Hochtemperaturöfen einsatzfähige Heizkörper.
Der Metallschlauch in Fig- 1 ist aus 2% verklöppelten Ein-
gemäß Fig.2 zeldrähten und der Metallsohlauch/durob Verklöppeln von je
sechs parallelen Drähten gebildet; der Metallschlauch in Fig. 3 ist durch Verseilen verdrillter Drähte hergestellt.
Das Geflecht 1 in Fig. k ist aus einen Außendurchmesser von
2 mm aufweisenden Metallschläuchen 2 gemäß Fig. 1 gebildet,
die durch Klöppeln von 0,03 mm starken Wolframdrähten gefertigt
sind. Der hohlzylindrische Heizkörper 3 in Fig. 5 ist aus zwei solchen, halbzylindrisoh gebogenen Geflechten
1 aufgebaut, deren längs Erzeugenden verlaufenden, einander zugewendeten Ränder im Abstand voneinander angeordnet
sind. Diese Geflechte sind an ihren einen Enden durch einen angeschweißten Ring 4 aus Wolfram verbunden, während
an jedem ihrer anderen Enden ein Halbring 5 mit einem Stromanschluß 6 aus Molybdän angeschweißt ist. Ein derartiger
Heizkörper wurde Über iOOO Stunden in einem Vakuum-
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ofen bei Teaperatureti von Über 2000° C betrieben, ohne daß
eine aerkliche Versprödung des Heizkörpers nachweisbar war'.
Der ait Drehetro» betriebene und is Dreieck geschaltete
Heizkörper 7 nach Fig. 6 weist eine in sich geschlossene
Wicklung 8 auf, die aus einen 5 an starken, durch Klöppeln
von je sechs parallelen, 0,02 nm starken Molybdändrähten
hergestellten Schlauch genäß Fig. Z gebildet ist. Der Schlauch itt in tteanderartlgen Windungen gewickelt und die
Windungen sind zur Bildung eines Hohlzylinders um dessen Aohee angeordnet. UIt Wioklung ist duroh Anbinden ihrer
geraden Abschnitte nittels Bindedrähten 9 an drei keramischen Ringen 10 befestigt* Als StronzufUhrungen 11 dienen Drahtbtindel, die um 120° versetzt an geraden Abschnitten angebunden sind· Durch entsprechende Teilung der wicklung und
Verbindung der Wicklungeteile kann der Heizkörper auch in
Sternschaltung betrieben «erden.
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Claims (1)
- Patentansprüche:1. Heizleiter, Insbesondere aus hochschmelzenden Metallen, wie z.B. Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen, gegebenenfalls mit nichtmettalischen Zusätzen, dadurch ge- kennzeichnet, daß er aus mindestens einem aus Drähten oder Bändern hergestellten Schlauch besteht.2* Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der Duktilität bei hohen Temperaturen das Ausgangsmaterial für die den Schlauch bildenden Drähte bzw. Bänder geeignete Zusätze, wie z.B. Alkali-Silikate, Thoriumoxyd und dgl., enthält und/oder die Drähte bzw. Bänder durch eine geeignete Verformungstechnik hergestellt sind.3· Heizleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit den Drähten oder Bändern verklöppelte oder verwirkte Textil- oder Mineralfasern aufweist.k, Reizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch in oder um einen temperatur-beständigen, biegsamen Textil-, Mineral- oder Kunststoffschlauch angeordnet ist.5. Heizleiter nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit einer isolierenden- 9 -009809/0696_ Q —unü/oder einer gas- und/oder flUssigkeitsdichten HUlIe versehen ist,6. Heizleiter nach einem der Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er * aus einem aus Schläuchen gebildeten Geflucht besteht.7. Hohlzylindrischer Heizkörper, der aus zwei Geflechten nach Anspruch 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Ränder der den Mantel des Heizkörpers bildenden Geflechte im Abstand voneinander angeordnet und die einen Enden der Geflechte mittels eines angeschweißten Ringes verbunden sind und an jedem der anderen Enden ein Halbring mit einem Stromanschluß angeordnet ist.8. Hohlzylindrischer Heizkörper,der aus mindestens einem Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch in meanderartigeWindungen gewickelt ist und die Windungen zur Bildung des Hohlzylinders um die Körperachse angeordnet und an quer zur Körperaohse vorgesehenen, keramischen Ringen befestigt sind.Leerseite
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